药剂学课件--脂质体ppt课件

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1、脂质体制备技术,药剂教研室 吴琳华,内容提要,脂质体的概念 脂质体的组成、结构、理化性质与分类 脂质体的制备方法 脂质体的质量研究 特殊性能脂质体 脂质体的作用机理 脂质体的特点,第一节 概述,脂质体(liposomes) 将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型囊泡。,脂质体的研究进展,1965年，英国Banghan作为研究生物膜的模型提出的。 20世纪70年代初期，Gregoriadis首先提出用脂质体作为-半乳糖苷酶载体治疗糖原积累疾病。,脂质体的研究进展,第一个药用脂质体制剂(1988年,瑞士) 益康唑脂质体凝胶 第一个脂质体注射剂(1990年美国) 两性霉素B脂质体 第一个抗癌药物脂

2、质体(1995年，美国) 阿柔比星脂质体,一、脂质体的组成,磷脂,亲水的头部,磷酸骨架,水溶性分子（胆碱、丝氨酸等）,疏水的尾部,胆固醇,脂质体,第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类,两条脂肪酸链， （10-24个C原子，0-6个双键）,磷脂示意图,脂质体的组成,胆固醇的结构图,脂质体材料,中性磷脂,负电荷磷脂 （酸性磷脂）,正电荷脂质,胆固醇（Ch),大豆甾醇及其葡萄糖苷,磷脂酰胆碱（PC）,磷脂酰乙醇胺（PE）,鞘磷脂（SM）,磷脂酸（PA） 磷脂酰甘油（PG） 磷脂酰肌醇 (PI) 磷脂酰丝氨酸(PS),硬脂酰胺（SA） 胆固醇衍生物,大豆甾醇葡萄糖苷(SG） 大豆甾醇SS,脂质体

3、的组成,1、中性磷脂 磷脂酰胆碱(phosphatidyl choline,PC，) 天然的PC a. 脂质体的主要组成部分 b. 从蛋黄、大豆、牛心脏和脊髓提取 c.是一种混合物，每一种PC具有不同长度、不同饱和度的脂肪链。 植物性PC的脂肪链具有高度不饱和性 动物性PC的脂肪链大部分是饱和的 合成的PC 二棕榈酰胆碱（DPPC)、二硬脂酰胆碱(DSPC) 二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC),脂质体的组成（中性磷脂）,脂质体的组成（中性磷脂）,磷脂酰胆碱(PC),(a)全饱和磷脂 （紧密排列）,(b)非饱和磷脂 （不能紧密列）,磷脂脂肪链的饱和度对磷脂膜排列的影响,脂质体的组成（中性磷脂）,

4、磷脂酰乙醇胺 (phosphatid ethanolamine, PE) 特性; 头部基团小； 非饱和的PE容易形成非双层结构型 形成六角相（制备特殊脂质体）,六角相,磷脂酰乙醇胺（PE）,鞘磷脂（sphingomyelin,SM） 特性：酰胺键和羟基基团之间形成氢键相互作用，因此，比PC具有更高秩序的胶相。,脂质体的组成（中性磷脂）,SM,脂质体的组成,磷脂酸(phosphatidic acid,PA),磷脂酰肌醇(phosphatidyl inositol,PI),磷脂酰丝氨酸(phosphatidyl serine, PS),2、负电荷磷脂（酸性磷脂）,3、胆固醇(cholesterol

5、, Ch)膜的另一类重要组成成分。 存在：动物细胞的质膜中含量较高，植物中含量较少。 性质：为中性脂质，亦属于双亲性分子，但亲油性大于亲水性。 在脂质体中的状态：作为两性分子，能嵌镶入膜，羟基团朝向亲水面，脂肪族的链朝向并平行于磷脂双层中心的烃链。胆固醇本身不形成脂质双层结构，但它能以高浓度方式掺入磷脂膜。 在脂质体中的作用：主要与磷脂相结合，阻止磷脂凝集成晶体结构。减弱膜中类脂与蛋白质复合体之间的连接，像“缓冲剂”一样起着调节膜结构“流动性”的作用。,脂质体的组成,脂质体的组成,胆固醇与磷脂的排列示意图,4、正电荷脂质 硬脂酰胺(sterylamine,SA)、胆固醇衍生物。 普遍应用于基因

6、的传递系统 5、大豆甾醇及其葡萄糖苷 为纯天然品，较安全，价格便宜。 大豆甾醇葡萄糖苷(SG) 是从提炼豆油残渣中分离出来的甾醇葡萄糖苷的混合物。 能提高脂质体的肝靶向性。 大豆甾醇（soybean sterol,SS） 是SG去葡萄糖残基的水解产物。与Ch结构相似，能提高脂质体稳定性，其膜稳定作用大于Ch。,脂质体的组成,二、脂质体的结构 双分子结构：磷脂分子的亲水端呈 弯曲的弧形，形似“手杖”，与 胆固醇分子的亲水基团相结合，形 成“U”形结构。两个“U”形结构相对 排列，则形成双分子结构。,第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类,卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式,脂质体的结构类似生

7、物膜，在脂质体的水相和脂质双分子层组成的膜内可以包裹多种物质。,包裹物质,脂溶性药物 定位于双分子层脂质膜间,两性化合物 定位在水相与膜内部交界磷脂上,水溶性药物 包裹在水相,不能包裹物质,在水相和有机溶剂中都不溶的物质,在两种介质中溶解性都非常好的物质,脂质体的结构,单室脂质体,多室脂质体,三、脂质体的理化性质,第二节 脂质体的组成、结构、理化性质与分类,理化性质,相变温度,膜的通透性,膜的流动性,脂质体荷电性,1、相变温度(phase transition temperature, Tc),脂质体,升高温度,至一定温度,膜的物理性质改变 膜的横切面增加、双分子层厚度减少、膜流动性加,脂质双

8、分子层中酰基侧链排列改变 有序排列变为无序排列,相变温度Tc,脂质体的理化性质（相变温度）,决定Tc的因素 （1）磷脂的种类。磷脂都具有特定的Tc值。 （2）极性基团的性质。 （3）酰基侧链的长度和不饱和度。 酰基侧链长 Tc高 链的饱和度高 Tc高,脂质体的理化性质（相变温度）,Tc以下时，为“胶晶态”（脂肪链全反式，排列紧密，刚性和厚度增加） Tc以上时，为 “液晶态” （脂肪链伸缩、弯曲、外扭） 磷脂发生相变时， “胶晶态” “液晶态” “液态”共存， 出现相分离，使膜的流动性增加，易导致内容物泄漏。,脂质体的理化性质（相变温度）,相变温度与脂质体膜稳定性,脂质体的理化性质（相变温度）,

9、2、膜的通透性 (1)半通透性脂质体膜： 不同离子穿膜和分子扩散过膜速率不同。 (2)膜两侧的渗透压： 导致分子量较小的物质渗漏或磷脂膜破裂 (3)对于在水中和有机溶剂中溶解度都非常高的分子， 磷脂膜是一种非常弱的屏障。,脂质体的理化性质,3.膜的流动性 Tc时膜的流动性增加： 包裹在脂质体内的药物具有最大释放速率。 胆固醇可调节膜的流动性： a.高于Tc时，减少膜的流动性 b.低于Tc时，增加膜的流动性 4、荷电性 含酸性脂质的脂质体荷负电 含碱基的脂质体荷正电 不含离子的脂质体显电中性,脂质体的理化性质,脂质体分类,按结构类型分类,单室（层）脂质体,多室（层）脂质体（MLVs),多囊脂质体

10、（MVLs),小单室（层）脂质体(SUVs）,大单室（层）脂质体(LUVs）,1、按结构类型分类 单室（层）脂质体，是由一层双分子膜形成的囊泡。 小单室（层）脂质体（SUVs） 最小粒径 20 nm 80nm - 纳米脂质体 包封容积低 体内循环时间长 大单室（层）脂质体(LUVs) 一般粒径100nm 1000nm 对水溶性药物的包封率高，包封容积大。 如果粒径较大(500nm)，膜不稳定。,脂质体的分类（按结构类型分类）,2多室（层）脂质体(MLVs), 双分子脂质膜与水交替形成的多层结构的囊泡。 一般由五层、或更多层的同心板组成。 较少层数(两到四层)的又称为寡层脂质体。 粒径一般为10

11、0nm5m。 包封容积相对较低。,脂质体的分类（按结构分类）,3多囊脂质体 (multivescular liposomes,MVLs) 由许多非同心囊泡构成，每个囊泡中包裹着被装载药物的水溶液。 粒径为550m 。 适用于包裹水溶性物质。 载药量比单层脂质体 和多层脂质体高得多 具有缓释作用。,脂质体的分类（按结构分类）,多囊脂质体的结构,脂质体的分类,按结构性能分类,特殊性能脂质体 （特殊的脂质材料制成）,普通脂质体(一般脂质材料制成 ),热敏感性脂质体 pH敏感脂质体 多糖被复的脂质体 免疫脂质体 长循环脂质体 光敏脂质体 磁性脂质体,脂质体的分类,按荷电性分类,正电荷脂质体,负电荷脂质

12、体,中性脂质体,脂质体的分类,按给药途径分类,静脉给药脂质体 口服给药脂质体 肺部吸入给药脂质体 眼部用药脂质体 黏膜给药脂质体 外用脂质体和经皮给药脂质体 局部注射用脂质体（肌注、关节腔、脊髓腔、肿瘤内等） 免疫诊断用脂质体 基因工程和生物工程用脂质体,第三节 脂质体的制备方法,薄膜分散法,制备方法,逆相蒸发法,溶剂注入法,冷冻干燥法,pH梯度法,前体脂质体法,干膜超声法 薄膜-振荡分散法 薄膜-匀化法 薄膜-挤压法,乙醇注入法 乙醚注入法,一.薄膜分散法,膜材,有机溶剂（氯仿等） （脂溶性药物）,膜材溶液,减压旋转蒸发除去溶剂,器壁上形成薄膜,加入缓冲液（水溶性药物）,振摇,大多层脂质体,

13、多层脂质体,各种机械方法分散,脂质体的制备方法,1干膜超声法 超声波仪（探针型和水浴型）超声处理 脂质体混悬液 葡聚糖凝胶柱层析（分离除去未包入的药物） 脂质体混悬液 2薄膜-振荡分散法 干膜 加入缓冲溶液 液体快速混合器振荡（252min） 脂质体 3薄膜-匀化法 将薄膜-振荡分散法制备的较大粒径脂质体 组织捣机或高压乳匀机匀化 较小粒径的脂质体。 此法较适合工业生产。,脂质体的制备方法（薄膜法）,脂质体的制备方法,膜材,W/O型乳剂,溶于有机溶剂（氯仿、乙醚）,加入待包封药物的水溶液*,胶态,短时超声,减压蒸发有机溶剂,脱落凝胶液,滴加缓冲液,继续减压蒸发,旋转,充氮气至气味消失,水性混悬

14、液,超速离心 或凝胶色谱法,除去未包入的药物,大单层脂质体,工艺流程,二、逆相蒸发法,三、溶剂注入法 1、乙醇注入法 脂质乙醇液 细针头快速注入到缓冲液中 SUVs。 （残存的乙醇用透析法除去） 优点：简单快速,脂质浓度受限。缺点: 水相包封率极低，乙醇难除。 2、乙醚注入法 脂质乙醚液 细孔针头慢慢注入5560的缓冲液中 乙醚蒸发 单层脂质体(直径50200nm)。 优点：脂质浓度不受限，水相包封率高； 缺点：制备时间长。,脂质体的制备方法,四、冷冻干燥法 磷脂 高度分散在缓冲盐溶液中 超声波处理 冷冻干燥（干燥物） 分散到含药物的水性介质中 脂质体 冷冻温度、速度及时间等因素影响脂质体的包

15、封率和稳定性。 加入冻结保护剂，能降低冻融过程对脂质体的损害。 甘露醇 、D-葡萄糖 此外还有：pH梯度法和前体脂质体法等。,脂质体的制备方法,一、脂质体的粒径和分布 脂质体的粒径大小和分布均匀程度，直接影响脂质体在机体组织的行为和处置。 粒径100nm，在血液循环时间长； 粒径200nm，在血液循环时间短（易被巨嗜细胞作为外来异物吞噬）。,第四节 脂质体的质量研究,检测方法,1、光学显微镜法 2、电子显微镜法 3、激光散射法（尘粒计数法） 4、电感应法（库尔特计数器） 5、光感应法（如粒度测定仪）,负染法 冰冻蚀刻法,1、光学显微镜法 将脂质体混悬液稀释（约5倍），取1滴放入载玻片上或滴入细

16、胞计数板内，放上盖玻片，观察脂质体粒径大小和数目，然后按其大小分档计数，以视野见到的粒子总数，求出各档次百分数。 仅适用于大的脂质体。 2、电子显微镜法 用负染法和冰冻蚀刻法，用于分析小脂质体。 负染法：用溶液悬浮脂质体，样品滴在有支持膜的铜网上，滤纸吸去 多余的液体，再滴重金属染料，滤纸吸去多余液体，自然干燥30min， 用电镜观察脂质体的结构和粒径分布。,脂质体的质量研究（粒径和分布）,3、激光散射法（尘粒计数法） 将脂质体混悬液稀释后雾化，定量喷到计数仪散射腔， 自动计数仪记录各档次粒子的粒径、数目，计算分布概率或 绘制粒径分布图。 此外，还有电感应法（库尔特计数器）、光感应法（粒 度测定仪）等,脂质体的质量研究（粒径和分布）,二、脂质体的包封率（重量包封率） 1、包封率：是指包入脂质体内的药